(57)【要約】 【課題】  マスクにおける撓み発生を防止ないし抑制し、高精度な蒸着等の成膜を容易に行うことができる成膜方法を提供する。【解決手段】  本発明のマスク１００は、ベース基板１とマスク本体基板３との間に金属膜２を有してなり、ベース基板１は開口部１０を有し且つ硼珪酸ガラスを構成材料としてなる一方、金属膜２はベース基板１の開口部１０と連通する開口部２０を有し、マスク本体基板３は、開口部１０及び開口部２０の平面視内側に位置する所定パターンの開口部群３１を有し且つ硼珪酸ガラスを構成材料としてなることを特徴とする。【選択図】    図１
2006188732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板とマスク本体基板との間に金属膜を有してなるマスクであって、
前記ベース基板は、第１開口部を有し、且つ硼珪酸ガラスを構成材料としてなる一方、
前記金属膜は、前記ベース基板の第１開口部と連通する第２開口部を有し、
前記マスク本体基板は、前記第１開口部及び前記第２開口部の平面視内側に位置する所定パターンの開口部群を有し、且つ硼珪酸ガラスを構成材料としてなることを特徴とするマスク。
【請求項２】
硼珪酸ガラスを構成材料とする第１基板上に金属膜を形成する工程と、
前記第１基板に形成した前記金属膜と、硼珪酸ガラスを構成材料とする第２基板とを重ね合わせ、これらを陽極接合する工程と、
前記第２基板を研削又は研磨により薄膜化する工程と、
前記第２基板に、ドライエッチングを用いたフォトリソグラフィにより、所定パターンの開口部群を形成する工程と、
接合された第１基板及び第２基板の表面に、硼珪酸ガラスをエッチングする際のエッチャントに対して、耐エッチング性を有する保護膜を形成する工程と、
前記第１基板側に形成された保護膜に対して、前記開口部群を平面視内側に取り囲む形の第２開口部を、フォトリソグラフィにより形成する工程と、
前記保護膜をマスクとして、前記第１基板に対してウェットエッチングを行い、該第１基板に第１開口部を形成して前記金属膜を露出させる工程と、
前記露出した金属膜に対してウェットエッチングを行い、前記第２基板に形成された前記開口部群の開口を前記第１基板側に貫通させる工程と、
残存する保護膜をエッチングにより除去する工程と、
を含むことを特徴とするマスクの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のマスクを用いた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、アルミナシリケイト系ガラスからなる基板上に、前記マスクを介して有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する材料の成膜を行うことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクとその製造方法、及び該マスクを用いた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶ用ディスプレイ等に用いる大型のフルカラー有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）パネルの製造には、非常に精密な蒸着マスクが必要であり、尚且つその蒸着マスクと被蒸着基板を非常に精密に位置合わせする必要がある。ところが、従来より行われているフルカラー有機ＥＬパネルの作成では、極薄の電鋳により製造されたメタルマスクを用いているが、メタルマスクは非常に薄く撓み易いので、張力を掛けてマスク保持枠に接合して使用されており、張力を掛けたときに生ずる塑性変形によるマスクの寸法が甚大なため、高精度なマスクを作る事が難しかった。したがって、メタルマスクを用いて製造できるフルカラー有機ＥＬパネルの大きさは現状２０インチ程度が限界である。
【０００３】
このような課題を解決するために、基板の強度と平坦性が非常に高いシリコンウェーハを用いる技術が検討されている。また、シリコン基板自体には大型基板が無いので、大型基板に対応した蒸着マスクを得るべく、シリコンマスクを大型枠に精密に位置決めして貼り付ける手法が例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２３７０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているようなシリコン基板を用いた蒸着マスクにおいても、マスクもその大きさが大きくなるに連れて重くなり、自重により撓みが発生してしまう場合がある。そのためマスクに基板をアライメントしておいても、撓みに起因して隙間が生じ、正確なマスクパターニングができない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、大型化した場合にも、上記のような撓み発生を防止ないし抑制し、高精度な蒸着等の成膜を容易に行うことができるマスクと、その製造方法を提供することを目的としている。また、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法についても提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のマスクは、ベース基板とマスク本体基板との間に金属膜を有してなるマスクであって、前記ベース基板は、第１開口部を有し、且つ硼珪酸ガラスを構成材料としてなる一方、前記金属膜は、前記ベース基板の第１開口部と連通する第２開口部を有し、前記マスク本体基板は、前記第１開口部及び前記第２開口部の平面視内側に位置する所定パターンの開口部群を有し、且つ硼珪酸ガラスを構成材料としてなることを特徴とする。
【０００７】
このようなマスクは、ベース基板とマスク本体基板により金属膜を挟み込んだ構成を有しており、しかもベース基板及びマスク本体基板を硼珪酸ガラスにて構成したことで、非常に撓みが少なく信頼性の高いものとなる。また、特にガラス等の被成膜基板に好適に用いることができ、当該被成膜基板に対して高精度なパターン形成を行うことができるようになる。
【０００８】
次に、上記課題を解決するために、本発明のマスクの製造方法は、硼珪酸ガラスを構成材料とする第１基板上に金属膜を形成する工程と、前記第１基板に形成した前記金属膜と、硼珪酸ガラスを構成材料とする第２基板とを重ね合わせ、これらを陽極接合する工程と、前記第２基板を研削又は研磨により薄膜化する工程と、前記第２基板に、ドライエッチングを用いたフォトリソグラフィにより、所定パターンの開口部群を形成する工程と、接合された第１基板及び第２基板の表面に、硼珪酸ガラスをエッチングする際のエッチャントに対して、耐エッチング性を有する保護膜を形成する工程と、前記第１基板側に形成された保護膜に対して、前記開口部群を平面視内側に取り囲む形の第２開口部を、フォトリソグラフィにより形成する工程と、前記保護膜をマスクとして、前記第１基板に対してウェットエッチングを行い、該第１基板に第１開口部を形成して前記金属膜を露出させる工程と、前記露出した金属膜に対してウェットエッチングを行い、前記第２基板に形成された前記開口部群の開口を前記第１基板側に貫通させる工程と、残存する保護膜をエッチングにより除去する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
このような製造方法によると、上記構成の本発明のマスクを好適に製造することができる。特に、ベース基板となる第１基板と、マスク本体基板となる第２基板とを貼り合わせた後、該第２基板を薄膜化するものとしているため、従来のメタルマスクの製造時のように基材からの剥離等の力を掛けるプロセスが必要なく、該剥離時にマスクが変形する等の不具合が生じないものとなる。
【００１０】
次に、上記課題を解決するために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法は、上述したマスクを用いた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、アルミナシリケイト系ガラスからなる基板上に、前記マスクを介して有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する材料の成膜を行うことを特徴とする。
【００１１】
このような製造方法によると、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する材料層を所定のパターンに精度良く成膜することができるようになる。特に、材料層を成膜する被成膜基板としてアルミナシリケイト系ガラス（熱膨張係数３８×１０−７／℃）からなるものを用いており、一方、マスクとしては硼珪酸ガラス（熱膨張係数３２×１０−７／℃）からなるものを用いているため、熱膨張係数差に起因する両者の位置ズレが生じ難く、パターン形成精度を高める要因となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１３】
（マスク）
まず、図１（ａ）は本発明のマスクの一実施の形態であるマスク１００についての平面模式図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。マスク１００は、蒸着等により成膜を行う際、膜パターンを形成するためのマスクであって、複数の開口部３０からなる開口部群３１を備えるマスク本体基板３と、該マスク本体基板３を支持するベース基板１とを有し、これらマスク本体基板３とベース基板１との間に金属膜２が挟持された構成を有している。
【００１４】
マスク本体基板３は、厚さ５０μｍ〜１００μｍの硼珪酸ガラス板（例えば、コーニング社製７７４０やショット社製テンパックス）から構成されており、複数の開口部３０が形成する膜パターンに対応した開口パターンを有している。なお、マスク本体基板３に形成する各開口部３０は、外側（ベース基板１とは異なる側）の開口径が小さくなるようにテーパ形状のものであっても良い。
【００１５】
ベース基板１は、厚さ１ｍｍ〜１０ｍｍの硼珪酸ガラス板から構成されており、マスク本体基板３の周縁部を支持している。また、ベース基板１は、マスク本体基板３の開口部群３１を平面視内側に取り囲むように開口部（第１開口部）１０を有しており、該開口部１０はマスク本体基板３側の開口径が小さくなるようにテーパ状に形成されている。
【００１６】
金属膜２は、厚さ０．０５μｍ〜３．０μｍのアルミニウム膜から構成されており、ベース基板１の開口部１０と連通する開口部（第２開口部）２０を有し、該開口部１０と開口部２０とは同一の開口径を有して構成されている。なお、金属膜２はアルミニウム以外にも例えばシリコン、クロム、ニッケル等、大気中で表面に自然酸化膜を形成する作用を持つ金属材料を適宜用いることができる。
【００１７】
ここで、本実施形態のマスク１００は、金属膜２がベース基板１とマスク本体基板３によりサンドイッチされた構成を有しているが、金属膜２とマスク本体基板３とは陽極接合により接合されている。したがって、接着材等による接合構造に比べて、隙間が少なく、緻密な接合となっている。
【００１８】
（マスクの製造方法）
次に、図１に示したマスク１００の製造方法について、図２〜図４を参照して説明する。
図２及び図３はマスク１００の製造工程を模式的に示す断面図で、図４は陽極接合を行う装置を示す模式図である。
【００１９】
まず、図２（ａ）に示すように、硼珪酸ガラスからなるベース基板（第１基板）１に０．５μｍのアルミニウムからなる金属膜２を例えばスパッタリングや蒸着法等により成膜する。アルミニウムの代わりに、ニッケル、クロム、シリコン等のように、大気中で表面に自然酸化膜を形成する作用を有した金属を使用することができる。
【００２０】
このようなベース基板１の金属膜２の形成面に、硼珪酸ガラスからなるマスク本体基板（第２基板）３を重ねて、これらを陽極接合法により接合させる（図２（ｂ））。陽極接合法に用いる装置の概念図を図４に示す。陽極接合を行う際は、まず、ベース基板１の金属膜２とマスク本体基板３とを重ねてホットプレート５の上に置き、３００℃〜４００℃の温度域に加熱する。そして、金属膜２とマスク本体基板３（マスク本体基板３に陰極板７を貼り合わせてある）に約６００Ｖ〜１０００Ｖの直流電圧を印加する。このとき、金属膜２に＋極を、マスク本体基板３に−極を印加する。このようにすることで、数分間程で接着剤なしでベース基板１とマスク本体基板３とを接合することができる。
【００２１】
次に、図２（ｃ）に示すように、マスク本体基板３の外面を研削・研磨し、金属膜２から研削・研磨面までの距離を５０μｍ〜１００μｍ程度にする。この板厚の管理はレーザー顕微鏡等による光学的な板厚測定により行う。さらに、この研削・研磨した基板面に所定のパターンを有した開口部３０からなる開口部群３１を、ドライエッチングを用いたフォトリソグラフィ法により形成する（図２（ｄ）参照）。
【００２２】
続いて、図３（ａ）に示すように、後の工程でガラスのウェットエッチングを行う際に、開口部３０及びその他の基板面を保護する目的で保護膜４を成膜する。ウェットエッチングではフッ酸系エッチング液を使用するために、これに耐える材料であることが必要で、ここでは金／クロム膜を１０００Å／２００Åの膜厚で成膜した。なお、その他の材料として、プラチナ／チタンや窒化シリコン等も用いることができる。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に示すように、ベース基板１の裏面側に形成された保護膜４を除去する工程を行う。ここでは、ウェットエッチングを用いたフォトリソグラフィ法により、対向するマスク本体基板３の開口部群３１を平面視状態で包括するように、保護膜４を除去して開口部４０を形成した。
【００２４】
その後、図３（ｃ）に示すように、フッ酸系ウェットエッチング液でベース基板１のエッチングを行い、金属膜２を露出させるべく開口部１０を形成する。その後、開口部１０内に残った金属膜２をウェットエッチングにより除去して開口部２０を形成し、さらに保護膜４を同じくウェットエッチングにより除去して、マスク１００を完成させる（図３（ｄ））。
【００２５】
このようにして製造されたマスク１００は非常に寸法精度が良く、また撓みも殆どないため、当該マスク１００を用いて蒸着等の成膜を行えば、高精度な膜パターンを容易に形成することが可能となる。
【００２６】
（有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法）
次に、上記マスク１００による成膜方法を実際に用いた有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）の製造方法について説明する。
まず、図５は製造された有機ＥＬ装置２００の概略構成を示す断面模式図である。有機ＥＬ装置２００は、アルミナシリケイト系ガラスからなる基板５４上に、画素パターン毎に形成された画素電極５６と、正孔輸送層５８と、赤色、緑色、青色の各色発光層６０，６２，６４と、陰極６６とを有する。このような有機ＥＬ装置は、表示装置（ディスプレイ）として好適で、発光層６０，６２，６４においてパターンずれの少ない信頼性の高い表示を提供可能となっている。
【００２７】
このような有機ＥＬ装置２００を製造する際に、上記マスク１００を用いた成膜技術を採用している。具体的には、アルミナシリケイト系ガラスからなる基板５４に対して蒸着法により各発光層６０，６２，６４を形成する際、画素パターンに対応した開口部３０を有する上記マスク１００を介して蒸着を行うものとしている。この場合、基板５４のアルミナシリケイト系ガラスの熱膨張係数が３８×１０−７／℃で、マスク１００の硼珪酸ガラスの熱膨張係数３２×１０−７／℃であるため、熱膨張係数差に起因する両者の位置ズレが生じ難く、非常に高精度な画素パターンを形成することが可能となっている。
【００２８】
次に、上記有機ＥＬ装置２００を有する電子機器として、図６に携帯電話５００を示した。この携帯電話では、表示部５０１に上記有機ＥＬ装置２００を備えた構成とされており、非常に信頼性の高い表示を提供可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態のマスクの平面模式図（ａ）及び断面模式図（ｂ）。
【図２】図１のマスクの一製造工程を模式的に示す断面図。
【図３】図２に続いて製造工程を模式的に示す断面図。
【図４】陽極接合に用いる装置の構成を概念的に示す説明図。
【図５】有機エレクトロルミネッセンス装置の一実施の形態を示す断面模式図。
【図６】電子機器の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３０】
１…ベース基板、２…金属膜、３…マスク本体基板、１０…第１開口部、２０…第２開口部、３１…開口部群、１００…マスク
【図１】
2006188732.tif 000003
【図２】
2006188732.tif 000004
【図３】
2006188732.tif 000005
【図４】
2006188732.tif 000006
【図５】
2006188732.tif 000007
【図６】
2006188732.tif 000008